銷桿零件的數(shù)控加工工藝設計含CAD圖,零件,數(shù)控,加工,工藝,設計,cad 銷桿零件的數(shù)控加工工藝設計 摘要 ?隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的日益擴大，數(shù)控加工技術對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用。由于效率、質量是先進制造技術的主體，高速、高精地加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，并且能縮短生產周期和提高市場競爭能力。 本次設計涵蓋了我所學機械制造工藝學及機床夾具設計、銑削加工實訓、公差與配合與測量等專業(yè)內容知識，本文是對銷桿的加工工藝設計。主要內容是確定毛坯，擬定銷桿的加工路線，通過查表或計算得出各道工序的基本尺寸、加工余量、公差及粗糙度，等工藝要素的確定。 關鍵詞：數(shù)控技術、制造技術 I 目錄 摘要 II 目錄 3 第一章 ： 零件分析 4 1.1 零件的作用 4 1.2計算生產綱領，確定生產類型 4 1.3 零件圖的工藝性分析和圖紙審查 5 1.31零件圖 5 1.32 零件圖分析與審查 5 第二章 ：工藝規(guī)程設計 6 2.1 零件毛坯的選擇 6 2.2基準的選擇 7 2.21精基準的選擇 7 2.22粗基準的選擇 8 2.23銷桿零件粗基準與精基準的確定 8 2.3表面加工方法的選擇?? 8 2.4確定工藝路線 9 2.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10 2.6加工設備的選擇 12 2.7切削用量選用及工時的計算 13 2.71、粗車φ4.5外圓 13 2.72、精車φ4.5外圓 13 2.73、粗銑1.6mm槽 14 2.74、精車φ20外圓 14 2.75、鉆φ1.5 孔 14 2.76、鉸φ1.5 孔 14 2.8時間定額的計算 15 2.81工序3：粗車φ4.5外圓 15 2.82工序3：精車φ4.5外圓 16 2.83工序4：粗銑1.6mm槽 17 2.84工序4：精銑1.6mm槽 18 結束語 20 致 謝 21 參考文獻 22 21 第1章 ： 零件分析 1.1 零件的作用 銷桿的作用就是限制物品的自由運動度。 定位銷應用最為廣泛。包括沖壓模具，注塑模具等等。他們的精密度都要求的特別高，而如果是僅僅靠螺栓來固定模板的話肯定是不行，所以只有借助定位銷來達到定位的目的，或是防止安裝位置、方向的錯誤等等。在一些機械運動的設備中都有一定的應用，主要用于基于二維空間的位置確定。 1.2計算生產綱領，確定生產類型 生產綱領是指企業(yè)在計劃期間應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期常為一年，所以生產綱領常稱為年產量。計劃期通常為1年，所以生產綱領也通常稱為年生產綱領。?生產綱領的公式:?對于零件而言，產品的產量除了制造機器所需要的數(shù)量之外，還要包括一定的備品和廢品，因此零件的生產綱領應按下式計算：? N=Qn（1+a%）（1+b%）?式中：? ·N——零件的年產量（件/年）；?·Q——產品的年產量（臺/年）；? ·n——每臺產品中該零件的數(shù)量（件/臺）；?·a%——該零件的備品率（備品百分率）；?·b%——該零件的廢品率（廢品百分率）。? 根據(jù)生產綱領的大小，可分為三種不同的生產類型：? 1.單件生產：少量地制造不同結構和尺寸的產品，且很少重復。如新產品試制，專用設備和修配件的制造等。? 2.成批生產：產品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產品，生產呈周期性重復。而小批生產接近于單件生產，大批生產接近于大量生產。? 3.大量生產：當一種零件或產品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復性地進行相同的工序。 此零件年產量為6000件，經(jīng)過計算為大批量生產。 1.3 零件圖的工藝性分析和圖紙審查 1.31零件圖 圖1-1 零件二維圖 1.32 零件圖分析與審查 該零件的視圖符合國家標準的要求，位置準確，表達清楚；幾何元素之間的關系準確；尺寸標注完整、清晰。 （1）尺寸精度 銷桿是軸類零件的主要表面，它不僅對軸的回轉精度有影響，而且也影響著軸的工作狀態(tài)，其中軸的軸承臺階精度要求較高，圖紙中φ4.5h6屬于IT6級加工精度較高，需要經(jīng)過粗加工，精加工逐步達到，IT8級精度以下加工精度，在加工中精度相對來說比較容易保證，圖紙中一些未標注公差的尺寸，如尺寸0.3、長度2mm、等未標注尺寸公差，在加工中可以按照GB/T1804-m中所規(guī)定的公差帶進行加工。 （2）表面粗糙度的要求 由于零件表面工作部位不同，可以對不同的工作表面，選擇不同的表面粗糙度。零件整體的便面粗糙度要求較高,3處粗糙度要求Ra0.8，其余按照Ra3.2處理，Ra0.8粗糙度精度要求較高，在加工中需要使用精磨，從而滿足零件對粗糙度的要求。 （3）形位公差要求 形位公差包括形狀公差和位置公差。任何零件都是由點、線、面構成的，這些點、線、面稱為要素。機械加工后零件的實際要素相對于理想要素總有誤差，包括形狀誤差和位置誤差。 3） 其他技術要求 零件圖紙中經(jīng)常會出現(xiàn)一些其他技術要求，例如零件圖紙中說明了一下未注的倒角及圓角情況，還說明了未注尺寸公差按照GB/T1804-m執(zhí)行，在安排加工工藝時務必注意保證此類技術參數(shù)。 第二章 ：工藝規(guī)程設計 2.1 零件毛坯的選擇 由題目要求得知工件材料為45號鋼。 要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 （1）公差等級。由工件的功用及技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。 （2）鍛件重量已知機械加工后零件的重量為0.15kg由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.3kg。 根據(jù)上諸因素，可確定毛坯的機械加工余量，所得結果如表3-2所示 表 3-2 毛坯機械加工余量及毛坯尺寸公差 鍛件質量 形狀復雜系數(shù) 材質等級 公差等級 23.5kg 普通級 項目() 機械加工余量() 尺寸公差() 總長32 1.0~2.5(取2.0) 35±0.5 外圓4.5 1.0~2.5(取1.5) Φ6±0.5 孔φ1.5 1.0~2.5(取1.5) 無預留孔 槽1.2 1.0~2.5(取1.2) 無預留槽 斜面2mm 1.0~2.5(取2) 無預留斜面 .繪制毛坯零件簡圖，如下 圖 2.1 毛坯簡圖 2.2基準的選擇 2.21精基準的選擇 在選擇定位基準是一般都是先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準，然后再考慮用哪一組表面作為粗基準才能把精基準加工出來。(1) 基準重合原則 (2) 基準統(tǒng)一原則 (3) 自為基準原則(4) 互為基準原則 (5) 便于裝夾原則 上述5項選擇精基準的原則，有時不可能同時滿足，用根據(jù)實際條件決定取舍。 2.22粗基準的選擇 粗基準選擇原則： 以不加工的表面作為粗基準；選擇要求加工余量均勻的表面作為粗基準；選擇余量最小的表面作為粗基準；選擇平整、光潔、尺寸足夠大的表面作為粗基準；粗基準應盡量避免重復使用。 2.23銷桿零件粗基準與精基準的確定 銷桿零件首先采用零件毛坯的外圓為粗基準，符合粗基準選擇中：便于裝夾和合理分配加工余量兩規(guī)則，使用此粗基準加工出精基準，及毛坯外圓，后以毛坯外圓為精基準加工各加工面。 2.3表面加工方法的選擇?? 很多零件都是由很多基礎表面和一些特殊的表面組成的，每個表面都有著不同的精度和表面粗糙度，從而確定了各個表面的加工方法和加工方案，進而確定零件的加工內容?？偟膩碚f，如果想確定一個零件各個表面的加工方法必須要確定零件各表面的加工精度和表面粗糙度。下表是該零件的每個表面的加工方法總結： 序號 被加工表面 經(jīng)濟精度等級 表面粗糙度 加工方法 1 Φ4.5外圓 IT6-IT7 Ra0.8 粗車-半精車-精車-磨削 2 R1.4錐面 IT6-IT7 Ra0.8 粗車-半精車-精車-磨削 3 Φ1.5銷孔 IT6-IT7 Ra1.6 鉆孔-鉸孔 4 Φ1.6銷孔 IT8-IT10 Ra3.2 鉆孔-擴孔 5 Φ1.6槽 IT10-IT111 Ra3.2 粗銑-精銑 6 2mm斜面 IT8-IT10 Ra3.2 粗銑-精銑 7 外圓倒角 IT10-IT111 Ra3.2 粗車-精車 2.4確定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。 (1)選擇加工方法應以零件加工表面的技術條件為依據(jù)，主要是加工面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個方面工藝因素的影響。一般是根據(jù)主要表面的技術條件先確定終加工方法，接著再確定一系列準備工序的加工方法，然后再確定其他次要表面的加工方法。 (2)在各表面加工方法選定以后，就需進一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大致順序，以定位基準面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。 (3)排加工路線圖表。 當生產批量不同時零件的工藝路線也會有較大的差別，先在列出零件大量生產時的工藝路線。 見附表工藝流程卡片機工序卡片. 2.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 　　由于毛坯制造和各個工序尺寸都存在著誤差，加工余量也是個變動值。當工序尺寸用基本尺寸計算時，所得到的加工余量稱為基本余量或公稱余量。 　　最小余量 Z min 是保證該工序加工表面的精度和質量所需切除的金屬層最小厚度。最大余量 Z max 是該工序余量的最大值。下面以圖 3-75 所示的外圓為例來計算，其它各類表面的情況與此相類似。 　　當尺寸 a 、 b 均為工序基本尺寸時，基本余量為 　　Z=a — b 　　則最小余量 Z min=a min — b max 　　而最大余量 Z max=a max — b min 　　圖 3-76 表示了工序尺寸公差與加工余量間的關系。余量公差是加工余量間的變動范圍，其值為 　　T Z=Z max — Z min=(a max — a min)+(b max — b min)=T a+T b 　　 式中 T Z ——本工序余量公差 (mm) ； 　　T a ——前工序的工序尺寸公差（ mm ）； 　　T b ——本工序的工序尺寸公差（ mm ）。 所以，余量公差為前工序與本工序尺寸公差之和 　　工序尺寸公差帶的分布，一般采用“單向入體原則”。即對于被包面（軸類），基本尺寸取公差帶上限，下偏差取負值，工序基本尺寸即為最大尺寸；對于包容面（孔類），基本尺寸為公差帶下限，上偏差取正值，工序尺寸即為最小尺寸但孔中心距及毛坯尺寸公差采用雙向對稱布置。 　　（二）加工總余量 　　毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差稱為加工總余量。它是從毛坯到成品時從某一表面切除的金屬層總厚度，也等于該表面各工序余量之和。 加工總余量也是個變動值，其值及公差一般可從有關手冊中查得或憑經(jīng)驗確定。如圖 表示了內孔和外圓表面經(jīng)多次加工時，加工總余量、工序余量與加工尺寸的分布圖。 　由已知條件得 = = 根據(jù)式（3.3）計算的 = 根據(jù)式（3.4）計算的 = 根據(jù)式（3.5）計算的 = 一般情況下，為防止因余量過小而產生廢品，因此，估算時的數(shù)值應該偏大。 Φ4.5外圓 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 粗車 2 IT10 5.5 12.5μm 半精車 0.5 IT7 5 3.2μm 精車 0.3 IT7 4.7 1.6μm 磨削 0.3 IT6 4.5 0.8μm φ1.5銷孔 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 鉆孔 1.2 IT9 1.3 6.3μm 鉸孔 0.3 IT7 1.5 1.6μm Φ1.6孔 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 鉆孔 1.4 IT10 1.4 6.3μm 擴孔 0.2 IT8 1.6 3.2μm 1.6槽 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 粗銑 1.4 IT10 1.4 6.3μm 精銑 0.2 IT8 1.6 3.2μm 2.6加工設備的選擇 通過以上對零件的工藝分析，可知加工此零件需要的設備主要為車床及銑床，對于設備的型號的選擇主要考慮一下幾個方面： 1) 機床的加工范圍：例如機床的回轉直徑或者加工行程是否能夠滿足零件的機構需求。 2) 機床的加工精度：所選擇的機床的加工精度必須大于零件的加工精度，這樣才能夠保證零件加工的可靠性 3) 機床的切削速度范圍：主要體現(xiàn)在機床的主軸轉速，一般來說較大的回轉直徑的設備，轉速都比較低，而較小的回轉直徑的設備轉速較高，從切削速度的角度來看，較大的設備是不適合加工較小尺寸的零件。 4) 機床的切削功率：機床所提供的切削力必須保證零件的順利加工，也就是說機床提供的切削力必須大于零件的切削抗力。 5) 機床的剛性 6) 機床的經(jīng)濟性:在滿足上述條件的情況下，竟可能選擇成本較低的設備，這樣可以大大降低生產成本。 根據(jù)上述各點，為此零件選擇一臺車床、加工中心，車床具體型號參數(shù)如下: 項 　目 技術參數(shù) 床身上最大件回轉直徑 Φ250 mm 拖板上最大件直徑 Φ160 mm 最大工件長度 10 / 800 mm 主軸轉速范圍 70-3000 rpm 主軸通孔直徑 Φ25 mm 主軸內孔錐度 MT6 主軸外端錐體錐度 D4 刀架刀位數(shù) 4 車刀刀桿最大尺寸 16x16 尾座套筒內孔錐度 MT3 尾座套筒最大移動距離 100mm 主電機功率 2.2kw 車床外形尺寸（長×寬×高） 1500/1850×800×1680mm 車床毛重 840kg/1000kg 2.7切削用量選用及工時的計算 數(shù)控切削用量即切削參數(shù)包括主軸轉速、銑削深度與寬度、進給量、行距、殘留高度、層高等。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量是加工過程中重要的組成部分，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。 2.71、粗車φ4.5外圓 已知毛坯被加工長度為32 mm，確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車f=0.1mm/r切削速度：參考有關手冊，確定V=100m/min 當nw=7077r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fn=0.1×7077=707(mm/min). 2.72、精車φ4.5外圓 已知毛坯被加工長度為32mm，最大加工余量為Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深度ap=0.3mm確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定精車f=0.08mm/r切削速度， 參考有關手冊，確定V=150m/min 當nw=10615r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fn=0.08×10615=850(mm/min) 2.73、粗銑1.6mm槽 已知毛坯被加工長度為6 mm，確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗銑f=0.05mm/r切削速度：參考有關手冊，確定V=25m/min，使用1.5mm立銑刀，銑刀齒數(shù)為2齒。 當nw=5307r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fn=2×0.05×5307=159.2(mm/min). 2.74、精車φ20外圓 已知毛坯被加工長度為43 mm，確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗銑f=0.05mm/r切削速度：參考有關手冊，確定V=50m/min，使用1.5mm立銑刀，銑刀齒數(shù)為2齒， 參考有關手冊，確定V=50m/min 當nw=10615r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fn=0.1×10615=1061.5(mm/min) 2.75、鉆φ1.5 孔 已知毛坯被加工長度為6mm，確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車f=0.01mm/r切削速度：參考有關手冊，確定V=20m/min 當nw=4246r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fn=0.01×4246=42.46mm/min). 2.76、鉸φ1.5 孔 已知毛坯被加工長度為6mm，最大加工余量為Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深度ap=0.3mm確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定f=0.01mm/r切削速度， 參考有關手冊，確定V=6m/min 當nw=1273r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fn=0.01×1273=127.3(mm/min) :2.8時間定額的計算 目前工時定額主要是按經(jīng)過生產實踐驗證積累起來的統(tǒng)計資料來確定（參閱有關手冊），隨著工藝過程的不斷改進，也需要相應地修訂工時定額。 對于流水線自動線，由于有規(guī)定的切削用量，工時定額可以部分通過計算，部分應與統(tǒng)計資料得出。 在計算出每一道工序的單件時間后，還必須對各個工序的單件計算時間進行平衡，以最大限度地發(fā)揮各臺機床的生產效率，達到較高的生產率，保證完成生產任務。 具體方法時首先計算出零件的年生產綱領所要求的單件時間： =60/Nmin 式中，T—年基本工時，單位為h； N—零件的年生產綱領，單位為件/年； --設備負荷率，一般取0.75-0.85。 將每個工序的單件計算時間Tc與Td進行比較。對于Tc大于Td的工序，可通過下列方法縮短Tc，以達到平衡工序單件時間的目的。 若Tc大于Td在一倍以內，可采用該井刀具，適當提高切削用量，采用高效加工方法縮短工作進程等措施來縮短Tc。 若Tc大于Td兩倍以上，則可采用增加順序加工工序或增加平行加工工序的方法來成倍地提高生產率，縮短Tc。 對于Tc小于Td的工序，因其生產率較高，則可采用一般的通用機床及工藝裝備，來降低成本。 下面以工序3、工序4、為例來說明時間定額的計算方法。 基本時間的計算。 2.81工序3：粗車φ4.5外圓工時計算 根據(jù)基本時間計算公式可求出該工序的基本時間為： （3.8） 式中，當主偏角時， 切入行程 切出行程 毛坯長度 將上述參數(shù)代入式（3.8），則該工序的基本時間為： 輔助時間的計算。輔助時間與基本時間的關系為：=（0.15~0.20），則各工序的輔助時間分別如下： 工序3的輔助時間： 布置工作地時間是作業(yè)時間的2％～7％，休息與生理時間是作業(yè)時間的2％～4％，本例均取3％，則各工序的其 他時間()可按關系式(3％+3％)×(+)計算，分別如下： 工序3的其他時間： 完成該工序所需的總時間。單件時間與基本時間、輔助時間、其他時間（）的關系為 。各工序的單件時間如下： 工序1的單件時間 2.82工序3：精車φ4.5外圓 根據(jù)基本時間計算公式可求出該工序的基本時間為： （3.8） 式中，當主偏角時， 切入行程 切出行程 毛坯長度 將上述參數(shù)代入式（3.8），則該工序的基本時間為： 輔助時間的計算。輔助時間與基本時間的關系為：=（0.15~0.20），則各工序的輔助時間分別如下： 工序3的輔助時間： 布置工作地時間是作業(yè)時間的2％～7％，休息與生理時間是作業(yè)時間的2％～4％，本例均取3％，則各工序的其 他時間()可按關系式(3％+3％)×(+)計算，分別如下： 工序3的其他時間： 完成該工序所需的總時間。單件時間與基本時間、輔助時間、其他時間（）的關系為 。各工序的單件時間如下： 工序1的單件時間 2.83工序4：粗銑1.6mm槽 根據(jù)基本時間計算公式可求出該工序的基本時間為： （3.8） 式中，當主偏角時， 切入行程 切出行程 毛坯長度 將上述參數(shù)代入式（3.8），則該工序的基本時間為： 輔助時間的計算。輔助時間與基本時間的關系為：=（0.15~0.20），則各工序的輔助時間分別如下： 工序4的輔助時間： 布置工作地時間是作業(yè)時間的2％～7％，休息與生理時間是作業(yè)時間的2％～4％，本例均取3％，則各工序的其 他時間()可按關系式(3％+3％)×(+)計算，分別如下： 工序4的其他時間： 完成該工序所需的總時間。單件時間與基本時間、輔助時間、其他時間（）的關系為 。各工序的單件時間如下： 工序1的單件時間 2.84工序4：精銑1.6mm槽 根據(jù)基本時間計算公式可求出該工序的基本時間為： （3.8） 式中，當主偏角時， 切入行程 切出行程 毛坯長度 將上述參數(shù)代入式（3.8），則該工序的基本時間為： 輔助時間的計算。輔助時間與基本時間的關系為：=（0.15~0.20），則各工序的輔助時間分別如下： 工序5的輔助時間： 布置工作地時間是作業(yè)時間的2％～7％，休息與生理時間是作業(yè)時間的2％～4％，本例均取3％，則各工序的其 他時間()可按關系式(3％+3％)×(+)計算，分別如下： 工序5的其他時間： 完成該工序所需的總時間。單件時間與基本時間、輔助時間、其他時間（）的關系為 。各工序的單件時間如下： 工序5的單件時間 結束語 通過這次的畢業(yè)設計，使我對以前的所學知識進行了一次比較全面的復習，從中學到了不少課本以外的知識，也積累了一些加工的經(jīng)驗和技巧。但在整個零件的加工和畢業(yè)設計的完成都還存在著一定的不足，還懇請老師批評和指正。 在畢業(yè)設計中也讓我學到了很多知識，CAD制圖軟件讓我進一步的熟練和應用，主軸轉速，工藝的編寫，夾具的設計讓我有了很大的突破與成功，同時也讓我更進一步理解到本零件的各個尺寸以及各個工序所需要的主軸轉速等。也可能是通過專業(yè)課程與實習的相結合，讓我更系統(tǒng)的熟悉零件加工方面。像刀具的參數(shù)、材料的選用等。 讓我體會到理論與實踐相結合的重要，進而也讓我感受總之用一句話來形容就是：即起到了溫習舊知識的作用，又起到了開拓新思維的作用。這為自己以后走向社會、走向工作崗位奠定了一定基礎。 致 謝 這次畢業(yè)設計說明書及其零件工藝分析的完成，獲得了很多人的幫助。首先要感謝我的指導老師，在畢業(yè)設計書編制及零件工藝分析過程中，給予了我精心的指導，并講解了各項專業(yè)要領，提出了寶貴的專業(yè)意見。是他們教給了我畢業(yè)設計這個大題中許多有用的知識，感謝學院實驗室和圖書室提供的設備條件和實驗場所，并且給予我們這么好的機會和大力支持。同時也感謝同學們的無私幫助。最后，當然也要感謝百忙之中抽空參加畢業(yè)答辯的評審老師們。 參考文獻 [1]錢可強.機械制圖.北京：高等教育出版社，2011.5 [2] 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2008.8 [3] 顧京.數(shù)控加工編程與操作.北京：高等教育出版社，2008.6 [4] 趙宏立.機械加工工藝與裝備.北京：人民郵電出版社，2009.2 [5] 徐茂功.公差配合與技術測量.北京：機械工業(yè)出版社，2012.12 [6] 王甫茂，李正峰.機械制造基礎.北京：科學出版社，2011 [7]教務處.畢業(yè)論文（設計）指導手冊.[M].宜賓:宜賓職業(yè)技術學院印刷廠，2010.4 [8]陳立德.機械設計基礎課程設計.北京：高等教育出版社，2012.12